O sapo e o pernilongo

Um sapo e um pernilongo encontram-se respectivamente na origem e no ponto (8, 2) de um sistema cartesiano ortogonal. Se o sapo só pudesse saltar nas direções positivas dos eixos cartesianos e cobrisse uma unidade de comprimento em cada salto, o número de trajetórias possíveis para o sapo alcançar o pernilongo seria igual a:
a) 35 
b) 45 
c) 70 
d) 125 
e) 256

Solução:

Considere a figura a seguir, onde está representada em vermelho, uma das trajetórias possíveis, onde S = sapo e I = pernilongo.

 
O enunciado diz que o sapo só pode se mover nas direções positivas dos eixos cartesianos, ou seja, para a direita ou para cima.

Convencionando que um deslocamento para a direita seja indicado por D e um deslocamento para cima seja indicado por C, o deslocamento indicado na figura seria representado por DCDDDCDDDD.

Outros deslocamentos possíveis seriam, por exemplo:
DDDDDDDDCC
DDCCDDDDDD
CDDDDDDDDC
etc
Para entender isto, basta observar a figura dada.
Observe que para o sapo alcançar o pernilongo segundo as regras ditadas, teremos sempre 8 deslocamentos para a direita (D) e 2 para cima (C).

Ora, teremos sempre 10 deslocamentos, sendo 8 para a direita (D)e 2 para cima (C).
Então, para obter o número total de deslocamentos possíveis, basta calcular o número de 
permutações com repetição
dos 10 elementos, observando que existem repetições de 8 e de 2 elementos.

Então, do que já sabemos da Análise Combinatória, poderemos escrever, finalmente:

P(10; (8,2)) = 10! /(8!.2!) = (10.9.8!) / (8!.2.1) = (10.9) / 2 = 45

Portanto, são 45 trajetórias possíveis, ou seja, alternativa B.


Esta questão compareceu num vestibular da PUC - RS.

Agora resolva este:

Um coelho e um jacaré encontram-se respectivamente na origem e no ponto (9, 3) de um sistema cartesiano ortogonal. Se o coelho só pudesse saltar nas direções positivas dos eixos cartesianos e cobrisse uma unidade de comprimento em cada salto, o número de trajetórias possíveis para o coelho alcançar o jacaré seria igual a:
Resposta: 220 trajetórias possíveis.

Nota: no problema inicial, provavelmente o sapo irá "traçar"  o pernilongo. Já aqui neste problema, acho que quem vai sobrar é o coelho!...
eh eh eh ...

Paulo  Marques, 17 de abril de 2003 – Feira de Santana - BA, editado em 04/5/2012.

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